JP7220122B2 - Ion implanter, ion source - Google Patents
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Description
本発明はイオン源と、そのイオン源を用いたイオン注入装置の技術分野にかかり、特に、イオン量が大きいイオンビームを注入対象物に照射できるイオン注入装置と、そのイオンビームを射出できるイオン源とに関する。 The present invention relates to the technical field of an ion source and an ion implantation apparatus using the ion source, and more particularly, an ion implantation apparatus capable of irradiating an object to be implanted with an ion beam having a large amount of ions, and an ion source capable of emitting the ion beam. About.
図3の符号103は、従来技術のイオン源であり、このイオン源は、イオン発生部104と、イオン集束部105とを有している。
イオン発生部104はプラズマ槽115と磁石装置106とを有しており、イオン集束部105はイオンビーム槽125を有している。
The
プラズマ槽115の根本側はケース127の中に配置されており、プラズマ槽115の先端側がイオンビーム槽125の端部と向き合う状態で、イオンビーム槽125は、碍子123を介してケース127に取り付けられ、接地電位に接続されており、プラズマ槽115とイオンビーム槽125とは気密に接続されている。プラズマ槽115とイオンビーム槽125とは真空排気装置137によって真空排気されている。
The base side of the
プラズマ槽115はプラズマ電源135に接続され、20kV程度の高電圧が印加されており、プラズマ槽115の内部にイオン源136からイオン化ガスが導入され、マイクロ波源134からマイクロ波が導入されてアンテナ126によって放射され、イオン化ガスが電離して電子が生成される。
The
生成された電子は磁石装置106が形成する磁界によって閉じ込められてマイクロ波によって加熱され、プラズマ槽115の内部にイオン化ガスのプラズマが形成される。生成された電子はアンテナ126によってプラズマ槽115の内部に戻され、イオン化ガスを電離させる。
The generated electrons are confined by the magnetic field created by the
プラズマ槽115の内部には、プラズマ電源135によって高電圧が印加されたプラズマ電極114が配置されており、プラズマ電極114と正対する接地電位の引出電極124との間の電位差によってプラズマ中の正イオンが引出電極124によってプラズマ電極114のプラズマ孔116から引き出される。
A
引き出されたイオンは引出電極124の引出孔117を通過してイオンビームとなってイオンビーム槽125の内部に入射する。
The extracted ions pass through the
イオンビーム槽125の中の、イオンビームの進行方向にはアインツェルレンズ130が配置されている。
An
イオンビーム槽125の中には磁石装置106が形成する磁界が侵入しており、その磁界の影響を受けないために、アインツェルレンズ130は磁石装置106から所定距離離間した位置に配置されており、イオンビーム槽125の中には、引出孔117を通過したイオンビームが通過する連絡管108が配置されている。連絡管108は接地電位に接続されており、連絡管108を通過したイオンビームはアインツェルレンズ130に入射する。
The magnetic field formed by the
引出孔117を通過したイオンビームは連絡管108の中を通過してアインツェルレンズ130に入射する。
After passing through the
アインツェルレンズ130は、イオンビームの流れに沿って配置された第一、第二円筒電極131、132と、第一、第二円筒電極131、132の間に配置された中央円筒電極133とを有している。
The
第一、第二円筒電極131、132と中央円筒電極133とは同径の円筒形形状であり、第一、第二円筒電極131、132と中央円筒電極133との間は所定距離離間して配置され、第一、第二円筒電極131、132は接地電位に接続され、中央円筒電極133は集束電源139によって高電圧が印加されている。
The first and second
連絡管108を通過したイオンビームはアインツェルレンズ130に入射してアインツェルレンズ130を通過する間に、第一円筒電極131と中央円筒電極133と第二円筒電極132とが形成する電界によって集束される。
The ion beam that has passed through the connecting
集束されたイオンビームの進行方向には放出孔118と走行槽141が配置されており、集束されたイオンビームは放出孔118を通過して走行槽141の内部に入射し、走行槽141の中を走行する間に質量分析され、所望の質量電荷比のイオンが注入対象物に照射されると、そのイオンは注入対象物の中に注入される。
An
注入対象物が半導体の場合、半導体の導電率や導電型がイオン注入によって制御される。 When the object to be implanted is a semiconductor, the conductivity and conductivity type of the semiconductor are controlled by ion implantation.
イオンの注入に要する時間を短縮させるために、注入対象物に注入されるイオンの量を増加させるイオン注入装置が求められており、そのためには、プラズマ槽115から多量のイオンを引き出すことができるイオン源が必要となる。 In order to shorten the time required for implanting ions, an ion implanter capable of increasing the amount of ions implanted into an object to be implanted is desired. An ion source is required.
プラズマ孔116を大きくすれば、プラズマ中から引き出せるイオン量は増大するが、プラズマ孔116を大きくすると、連絡管108を走行するイオンビームが大きく発散し、イオンビームがアインツェルレンズ130を通過する際に、イオンビームの外周部分がアインツェルレンズ130に衝突してしまう。
If the
その結果、イオンビームの透過率が低下して注入対象物に到達できるイオンの量が少量しか増加しなかった。 As a result, the transmittance of the ion beam is lowered, and the amount of ions that can reach the implantation target is increased only by a small amount.
本発明は、アインツェルレンズに衝突するイオンを減少させ、注入対象物に照射されるイオンの量を増加させる技術を提供する。 The present invention provides a technique for reducing the number of ions colliding with the Einzel lens and increasing the amount of ions irradiated to the implantation target.
本願発明の発明者等は、アインツェルレンズを引出孔に近接させれば、イオンがアインツェルレンズに衝突しなくなると考え、そのため、第一円筒電極と中央円筒電極との間の円筒の中心軸線に沿った方向の距離や中央円筒電極と第二円筒電極との間との円筒の中心軸線に沿った方向の距離を小さくすれば、アインツェルレンズの中心軸線に沿った方向の長さが短くなり、イオンがアインツェルレンズの電極に衝突しにくくなると考えた。 The inventors of the present invention believe that if the Einzel lens is brought closer to the extraction hole, ions will not collide with the Einzel lens, so the central axis of the cylinder between the first cylindrical electrode and the central cylindrical electrode If the distance along the central axis of the cylinder and the distance between the central cylindrical electrode and the second cylindrical electrode along the central axis of the cylinder are reduced, the length of the einzel lens along the central axis becomes short. As a result, the ions are less likely to collide with the electrodes of the Einzel lens.
また、アインツェルレンズを磁石装置に近接させることができれば、イオンビームが大きく発散する前にイオンビームをアインツェルレンズに入射させることができ、イオンビームがアインツェルレンズの電極に衝突しにくくなると考えた。 In addition, if the Einzel lens can be brought close to the magnet device, the ion beam can be incident on the Einzel lens before the ion beam diverges greatly, and it is thought that the ion beam will be less likely to collide with the electrode of the Einzel lens. rice field.
本発明は上記考えに基づいて創作されたものであり、本発明は、イオンビームを射出するイオン源と、前記イオン源に接続された走行槽と、前記走行槽に設けられた質量分析部と、注入対象物が配置される試料室とを有し、前記イオン源にはイオン生成部とイオン集束部とが設けられ、前記イオン生成部で生成されたイオンが引き出され、イオンビームとなって前記イオン集束部で集束されて前記走行槽に射出され、射出された前記イオンビーム中のイオンは前記質量分析部によって質量分析され、所望の質量電荷比を有するイオンから成るイオンビームが前記試料室の内部に配置された前記注入対象物に照射され、前記注入対象物に前記イオンが注入されるイオン注入装置であって、前記イオン生成部にはプラズマ槽が設けられ、前記イオン集束部には、イオンビーム槽と、第一円筒部と、第二円筒部と、中央円筒電極と、が設けられ、前記プラズマ槽と前記第一円筒部と前記第二円筒部と前記中央円筒電極とはそれぞれ円筒形形状にされて中心軸線が一致して配置され、前記第二円筒部は前記イオンビーム槽の内部に配置され、前記中央円筒電極は前記第二円筒部の内部に配置され、前記第一円筒部と前記第二円筒部とは電気的に接続され、前記第一円筒部の一端部の底面は円板形形状の引出電極にされ、前記第一円筒部の他端部と、前記第二円筒部の両端と前記中央円筒電極の両端とは開口にされ、前記第一円筒部は前記プラズマ槽と非接触にされて前記引出電極が前記プラズマ槽の内部に挿入され、前記引出電極は前記プラズマ槽の内部に配置されたプラズマ電極と正対され、前記第一円筒部の前記他端部は前記イオンビーム槽の内部に位置し、前記中央円筒電極は前記第一円筒部の下流側に配置され、前記第二円筒部の両端は前記中央円筒電極の両端からはみ出しており、はみ出した部分の前記イオンビームの上流側を第一円筒電極とし、下流側を第二円筒電極とすると、前記第一円筒部と前記中央円筒電極の間に前記第一円筒電極で取り囲まれた空間が配置され、前記中央円筒電極の下流側には前記第二円筒電極で取り囲まれた空間が配置されており、前記引出電極と前記第一、第二円筒電極には同電位が印加され、前記中央円筒電極には前記第一、第二円筒電極よりも高電圧が印加され、前記プラズマ電極と前記引出電極との間の電位差によって前記引出電極に設けられた引出孔から前記プラズマ槽の内部のイオンが引き出されてイオンビームとなり、前記第一円筒電極と前記中央円筒電極と前記第二円筒電極とで集束されるイオン注入装置である。
本発明は、前記イオン生成部は環状の第一、第二ミラー磁石を有し、前記第二ミラー磁石は前記第一ミラー磁石よりも前記中央円筒電極に近い位置に互いに離間して配置され、前記プラズマ槽は、前記第一、第二ミラー磁石の中央の貫通孔に挿入され、前記プラズマ槽の前記第一、第二ミラー磁石の間の部分は多極磁石によって取り囲まれ、前記プラズマ槽の内部の前記第一、第二ミラー磁石の間に電子が閉じ込められ、ガス供給源から前記プラズマ槽の内部に供給されたイオン化ガスがイオンにされるイオン注入装置である。
本発明は、前記第二ミラー磁石と前記第一円筒電極との間には磁気を遮蔽する磁気シールド装置が配置されたイオン注入装置である。
本発明は、前記第一円筒部の下流側の端部の開口の周囲と、前記第二円筒部の上流側の開口の周囲とは、環状形形状の平板の肩部電極によって電気的・機械的に接続されたイオン注入装置である。
本発明は、イオン生成部とイオン集束部とが設けられ、前記イオン生成部で生成されたイオンが引き出され、イオンビームとなって前記イオン集束部で集束されて射出されるイオン源であって、前記イオン生成部にはプラズマ槽が設けられ、前記イオン集束部には、イオンビーム槽と、第一円筒部と、第二円筒部と、中央円筒電極と、が設けられ、前記プラズマ槽と前記第一円筒部と前記第二円筒部と前記中央円筒電極とはそれぞれ円筒形形状にされて中心軸線が一致して配置され、前記第二円筒部は前記イオンビーム槽の内部に配置され、前記中央円筒電極は前記第二円筒部の内部に配置され、前記第一円筒部と前記第二円筒部とは電気的に接続され、前記第一円筒部の一端部の底面は円板形形状の引出電極にされ、前記第一円筒部の他端部と、前記第二円筒部の両端と前記中央円筒電極の両端とは開口にされ、前記第一円筒部は前記プラズマ槽と非接触にされて前記引出電極が前記プラズマ槽の内部に挿入され、前記引出電極は前記プラズマ槽の内部に配置されたプラズマ電極と正対され、前記第一円筒部の前記他端部は前記イオンビーム槽の内部に露出され、前記中央円筒電極は前記第一円筒部の下流側に配置され、前記第二円筒部の両端は前記中央円筒電極の両端からはみ出しており、はみ出した部分の前記イオンビームの上流側を第一円筒電極とし、下流側を第二円筒電極とすると、前記第一円筒部と前記中央円筒電極の間に前記第一円筒電極で取り囲まれた空間が配置され、前記中央円筒電極の下流側には前記第二円筒電極で取り囲まれた空間が配置されており、前記引出電極と前記第一、第二円筒電極には同電位が印加され、前記中央円筒電極には前記第一、第二円筒電極よりも高電圧が印加され、前記プラズマ電極と前記引出電極との間の電位差によって前記引出電極に設けられた引出孔から前記プラズマ槽の内部のイオンが引き出されてイオンビームとなり、前記第一円筒電極と前記中央円筒電極と前記第二円筒電極とで集束されるイオン源である。
本発明は、前記イオン生成部は環状の第一、第二ミラー磁石を有し、前記第二ミラー磁石は前記第一ミラー磁石よりも前記中央円筒電極に近い位置に互いに離間して配置され、前記プラズマ槽は、前記第一、第二ミラー磁石の中央の貫通孔に挿入され、前記プラズマ槽の前記第一、第二ミラー磁石の間の部分は多極磁石によって取り囲まれ、前記プラズマ槽の内部の前記第一、第二ミラー磁石の間に電子が閉じ込められ、ガス供給源から前記プラズマ槽の内部に供給されたイオン化ガスがイオンにされるイオン源である。
本発明は、前記第二ミラー磁石と前記第一円筒電極との間には磁気を遮蔽する磁気シールド装置が配置されたイオン源である。
本発明は、前記第一円筒部の下流側の端部の開口の周囲と、前記第二円筒部の上流側の開口の周囲とは、環状形形状の平板の肩部電極によって電気的・機械的に接続されたイオン源である。
The present invention has been created based on the above idea, and the present invention comprises an ion source that emits an ion beam, a travel tank connected to the ion source, and a mass spectrometer provided in the travel tank. and a sample chamber in which an object to be implanted is arranged, and the ion source is provided with an ion generation section and an ion focusing section, and ions generated in the ion generation section are extracted to form an ion beam. The ions in the ion beam are focused by the ion focusing section and ejected into the traveling tank, and the ions in the ejected ion beam are subjected to mass analysis by the mass analysis section. an ion implanter for irradiating the object to be implanted and implanting the ions into the object to be implanted, wherein the ion generating section is provided with a plasma bath, and the ion focusing section is provided with , an ion beam chamber, a first cylindrical portion, a second cylindrical portion, and a central cylindrical electrode, wherein the plasma chamber, the first cylindrical portion, the second cylindrical portion, and the central cylindrical electrode are respectively The second cylindrical part is arranged inside the ion beam chamber, the central cylindrical electrode is arranged inside the second cylindrical part, and the first The cylindrical portion and the second cylindrical portion are electrically connected, the bottom surface of one end of the first cylindrical portion is a disk-shaped extraction electrode, and the other end of the first cylindrical portion and the second cylindrical portion are connected to each other. Both ends of the two cylindrical portions and both ends of the central cylindrical electrode are opened, the first cylindrical portion is kept out of contact with the plasma chamber, and the extraction electrode is inserted into the plasma chamber, and the extraction electrode is The other end of the first cylindrical portion is located inside the ion beam chamber, and the central cylindrical electrode is located downstream of the first cylindrical portion, facing the plasma electrode disposed inside the plasma chamber. Both ends of the second cylindrical portion protrude from both ends of the central cylindrical electrode. A space surrounded by the first cylindrical electrode is arranged between the first cylindrical portion and the central cylindrical electrode, and a space surrounded by the second cylindrical electrode is arranged downstream of the central cylindrical electrode. The same potential is applied to the extraction electrode and the first and second cylindrical electrodes, a higher voltage is applied to the central cylindrical electrode than the first and second cylindrical electrodes, and the plasma electrode and the extraction are applied to the central cylindrical electrode. Due to the potential difference between the electrode and In the ion implanter, ions are extracted to form an ion beam and focused by the first cylindrical electrode, the central cylindrical electrode and the second cylindrical electrode.
In the present invention, the ion generating unit has annular first and second mirror magnets, the second mirror magnet is arranged at a position closer to the central cylindrical electrode than the first mirror magnet and spaced apart from each other, The plasma chamber is inserted into the central through hole of the first and second mirror magnets, the portion of the plasma chamber between the first and second mirror magnets is surrounded by multipolar magnets, and the plasma chamber is In the ion implanter, electrons are confined between the first and second mirror magnets inside, and an ionized gas supplied from a gas supply source to the inside of the plasma chamber is ionized.
The present invention is an ion implanter in which a magnetic shield device for shielding magnetism is arranged between the second mirror magnet and the first cylindrical electrode.
According to the present invention, the circumference of the opening of the downstream end of the first cylindrical portion and the circumference of the opening of the upstream side of the second cylindrical portion are electrically and mechanically connected by annular-shaped flat plate shoulder electrodes. 1 is a statically connected ion implanter.
The present invention is an ion source provided with an ion generating section and an ion focusing section, wherein ions generated by the ion generating section are extracted, converted into an ion beam, and emitted after being focused by the ion focusing section. , the ion generating part is provided with a plasma tank, the ion focusing part is provided with an ion beam tank, a first cylindrical part, a second cylindrical part, and a central cylindrical electrode, and the plasma tank and The first cylindrical portion, the second cylindrical portion, and the central cylindrical electrode are each formed into a cylindrical shape and arranged with their central axes aligned, and the second cylindrical portion is arranged inside the ion beam chamber, The central cylindrical electrode is disposed inside the second cylindrical portion, the first cylindrical portion and the second cylindrical portion are electrically connected, and the bottom surface of one end of the first cylindrical portion is disc-shaped. The other end of the first cylindrical portion, both ends of the second cylindrical portion, and both ends of the central cylindrical electrode are open, and the first cylindrical portion is in non-contact with the plasma chamber. and the extraction electrode is inserted into the plasma chamber, the extraction electrode is opposed to the plasma electrode disposed inside the plasma chamber, and the other end of the first cylindrical portion is connected to the ion beam chamber. The central cylindrical electrode is arranged downstream of the first cylindrical portion, both ends of the second cylindrical portion protrude from both ends of the central cylindrical electrode, and the protruding portion of the ion beam Assuming that the upstream side is a first cylindrical electrode and the downstream side is a second cylindrical electrode, a space surrounded by the first cylindrical electrode is arranged between the first cylindrical portion and the central cylindrical electrode, and the central cylindrical electrode A space surrounded by the second cylindrical electrode is arranged on the downstream side of the, the same potential is applied to the extraction electrode and the first and second cylindrical electrodes, and the central cylindrical electrode is the first , a voltage higher than that of the second cylindrical electrode is applied, and the ions inside the plasma chamber are extracted from the extraction hole provided in the extraction electrode by the potential difference between the plasma electrode and the extraction electrode to form an ion beam. , an ion source focused by said first cylindrical electrode, said central cylindrical electrode and said second cylindrical electrode.
In the present invention, the ion generating unit has annular first and second mirror magnets, the second mirror magnet is arranged at a position closer to the central cylindrical electrode than the first mirror magnet and spaced apart from each other, The plasma chamber is inserted into the central through hole of the first and second mirror magnets, the portion of the plasma chamber between the first and second mirror magnets is surrounded by multipolar magnets, and the plasma chamber is An ion source in which electrons are confined between the first and second mirror magnets inside and an ionized gas supplied from a gas supply source to the inside of the plasma chamber is ionized.
The present invention is an ion source in which a magnetic shield device for shielding magnetism is arranged between the second mirror magnet and the first cylindrical electrode.
According to the present invention, the circumference of the opening of the downstream end of the first cylindrical portion and the circumference of the opening of the upstream side of the second cylindrical portion are electrically and mechanically connected by annular-shaped flat plate shoulder electrodes. It is a statically connected ion source.
第二円筒部内に第二円筒部よりも小径で短い中央円筒電極を配置し、第二円筒部の両側を中央円筒電極からはみ出させ、上流側にはみ出した部分で第一円筒電極を形成させ、下流側にはみ出した部分で第二円筒電極を形成させてアインツェルレンズが得られた。 Disposing a central cylindrical electrode smaller in diameter and shorter than the second cylindrical portion in the second cylindrical portion, protruding both sides of the second cylindrical portion from the central cylindrical electrode, and forming the first cylindrical electrode in the portion protruding upstream, An Einzel lens was obtained by forming a second cylindrical electrode on the part protruding downstream.
このアインツェルレンズでは、第一円筒電極と中央円筒電極の間の中心軸線に沿った方向の距離と、中心円筒電極と第二円筒電極との間の中心軸線で沿った方向の距離とはゼロになり、中心軸線方向の長さが短くなっている。その結果、アインツェルレンズの電極に衝突するイオンは減少し、また、装置も小型になった。 In this einzel lens, the distance along the central axis between the first cylindrical electrode and the central cylindrical electrode and the distance along the central axis between the central cylindrical electrode and the second cylindrical electrode are zero. , and the length in the direction of the central axis is shortened. As a result, the number of ions colliding with the electrodes of the Einzel lens has decreased, and the device has become smaller.
磁気シールド装置によって磁石装置の磁気がイオンビーム槽の内部へ侵入することが抑制されるので、アインツェルレンズは磁石装置に近接して配置されている。その結果、イオンビームが大きく発散する前にアインツェルレンズによってイオンビームを集束させるようになっている。 Since the magnetic shield device prevents the magnetism of the magnet device from penetrating into the ion beam chamber, the Einzel lens is arranged close to the magnet device. As a result, the ion beam is focused by the einzel lens before the ion beam diverges greatly.
<イオン注入装置>
図1は、本発明のイオン注入装置2の一例を示しており、該イオン注入装置2は、本発明のイオン源3の一例を有している。
<Ion implanter>
FIG. 1 shows an example of an
このイオン源3には、イオンが内部を走行する走行槽41が接続されており、走行槽41には、イオン源3を上流側とすると、イオン源3の下流側には、質量分析部43と、加速部44と、スキャン部45と、注入部46とを有している。
The
走行槽41は真空排気装置40によって真空排気され、後述するように、イオン源3の放出口から走行槽41の内部にイオンビームが射出され、質量分析部43に入射する。
The traveling
質量分析部43の内部には磁界が形成されており、イオンビーム中の所望の質量電荷比のイオンが磁界中を通過し、質量分析部43の下流側に配置された加速部44に入射する。
A magnetic field is formed inside the
加速部44の内部には電界が形成されており、加速部44に入射したイオンビーム中のイオンは電界によって加速され、スキャン部45に入射し、スキャン部45を通過して注入部46が有する試料室47に入射する。
An electric field is formed inside the
試料室47の内部には基板等の注入対象物10が配置されており、イオンビームは注入対象物10に照射される。
An
スキャン部45の内部には電界又は磁界又はその両方が形成されており、イオンビームは電界や磁界中を走行する間に進行方向が所望の方向に変化され、イオンビームの注入対象物10上の照射位置が移動され、注入対象物10の表面全部にイオンビームが照射される。
An electric field, a magnetic field, or both are formed inside the
注入対象物10に照射されたイオンビーム中のイオンは注入対象物10の中に注入される。
The ions in the ion beam irradiated onto the
<イオン源3>
図2は、イオン源3を説明するための内部概略図である。
<
FIG. 2 is an internal schematic diagram for explaining the
イオン源3は、イオン生成部4と、イオン集束部5とを有している。
The
イオン源3は円筒形形状のプラズマ槽15と磁石装置6とを有しており、イオン集束部5は、ステンレス鋼が整形された角筒のイオンビーム槽25と電極装置7とを有している。
The
磁石装置6は第一、第二ミラー磁石11、12と多極磁石13とを有している。
The
第一、第二ミラー磁石11、12はそれぞれリング形形状であり、中央に貫通孔を有している。第一、第二ミラー磁石11、12は、ここでは複数の小さい永久磁石がリング状に配置されて一個の第一、第二ミラー磁石11、12がそれぞれ形成されている。プラズマ槽15は非磁性体である銅が整形された円筒であり、第一、第二ミラー磁石11、12の貫通孔42,48に挿入され、プラズマ槽15は第一、第二ミラー磁石11、12によって取り囲まれている。
Each of the first and
第一、第二ミラー磁石11、12により、プラズマ槽15の内部にはプラズマ槽15の長さ方向に沿った磁力線が形成され、磁束密度は第一、第二ミラー磁石11、12の周辺で大きくなり、第一、第二ミラー磁石11、12の間で小さくなるようにされている。
The first and
多極磁石13は第一ミラー磁石11と第二ミラー磁石12との間に配置されており、多極磁石13内に配置された複数の磁極がプラズマ槽15の外周側面に配置されている。多極磁石13は多数の小磁石が、ハルバッハ配列(Halbach array)された筒形形状に配置されて構成されており、多極磁石13は、外周面上の磁場強度よりも内周面側の磁場強度が強くなるようにされている。
The
プラズマ槽15の両端は第一ミラー磁石11と多極磁石13と第二ミラー磁石12とが配置された範囲からはみ出しており、第一ミラー磁石11からはみ出した部分を上流部分、第二ミラー磁石12からはみ出した部分を下流部分とすると、プラズマ槽15の上流部分の側面には、ガス供給管56とマイクロ波供給管54とが接続され、上流部分の底面からプラズマ槽15の内部にはアンテナ26が突き出されている。
Both ends of the
図2の符号38は、プラズマ槽15と磁石装置6が配置された筺体であり、イオンビーム槽25は、碍子63を介して筺体38に取り付けられている。ここでは、碍子63と筺体38の間には後述する磁気シールド装置8が配置されている。
Reference numeral 38 in FIG. 2 denotes a housing in which the
プラズマ槽15の外部にはプラズマ電源35が配置されている。プラズマ槽15と筺体38とにはプラズマ電源35が出力する高電圧が印加されている。電極装置7とイオンビーム槽25とは接地電位に接続されている。
A
プラズマ槽15の第二ミラー磁石12からはみ出した部分の先端はイオンビーム槽25の一端の底面側からイオンビーム槽25の内部に挿入されており、プラズマ槽15とイオンビーム槽25との間は気密に接続されている。イオンビーム槽25の他端の底面には底板58が設けられており、底板58には放出孔18が形成されている。
The tip of the portion of the
電極装置7は、後述するように、取付装置50によってイオンビーム槽25に取り付けられており、電極装置7は、イオンビーム槽25の内部のプラズマ槽15の先端から離間した位置に配置され、電極装置7は、イオンビーム槽25とプラズマ槽15とは非接触で配置されている。
The
イオンビーム槽25には真空排気装置37が接続されており、真空排気装置37が動作するとプラズマ槽15の内部とイオンビーム槽25との内部とは真空排気される。
An
ガス供給管56はガス供給源36に接続され、マイクロ波供給管54はマイクロ波供給源34に接続されており、プラズマ槽15の内部が真空排気されて真空雰囲気にされ、プラズマ槽15の内部にガス供給源36からイオン化ガスが導入され、マイクロ波供給源34からマイクロ波が導入されると、マイクロ波は同軸管のアンテナ26からプラズマ槽15の内部に放射される。
The
プラズマ槽15の内部には、第一、第二ミラー磁石11、12と多極磁石13とによって磁界が形成されており、プラズマ槽15の内部の空間のうち、磁束密度が極大になる場所は閉曲面上に位置しており、その閉曲面を極大閉曲面64とすると、極大閉曲面64によって、磁束密度が2πfm/q(f:マイクロ波周波数、m:電子質量、q:電気素量)となるECR閉曲面65が取り囲まれており、ECR閉曲面65の中心には、磁束密度が最小となる極小点66が位置している。
Inside the
正イオン生成の過程を説明すると、まず、プラズマ槽15の内部にイオン化ガスが導入された状態で、極大閉曲面64内で自然発生した暗流の電子がECR閉曲面65の内部で加速され、高速電子が発生する。
To explain the process of generating positive ions, first, in a state in which an ionized gas is introduced into the
高速電子はイオン化ガスに衝突して正イオンと電子が生成され、生成された正イオンと電子は、磁界に沿った螺旋軌道の飛行を開始する。 The high-speed electrons collide with the ionized gas to produce positive ions and electrons, and the produced positive ions and electrons start flying in spiral trajectories along the magnetic field.
磁界に沿った螺旋軌道を飛行する正イオンと電子とは、弱い磁界の領域から強い磁界の領域へ進むときに反発力を受けるため、正イオンと電子とは、極大閉曲面64の内部を往復移動する(磁気ミラー効果)。そしてその結果、極大閉曲面64の内部にプラズマが形成される。
Positive ions and electrons flying in a spiral trajectory along the magnetic field receive a repulsive force when moving from a weak magnetic field region to a strong magnetic field region, so the positive ions and electrons reciprocate inside the maximum closed
正イオンと電子とが磁界に沿った往復移動をする際に、電子がECR閉曲面65を繰り返し通過することで、マイクロ波からプラズマにエネルギーが持続的に供給され、正イオンと電子とが生成され、プラズマが維持される。
When the positive ions and electrons reciprocate along the magnetic field, the electrons repeatedly pass through the ECR closed
第一ミラー磁石11側を上流側、第二ミラー磁石12側を下流側とすると、プラズマ槽15の内部の空間のうち、極大閉曲面64よりも上流側にはアンテナ26の先端が位置しており、プラズマ槽15の内部の極大閉曲面64よりも下流側の場所にはプラズマ電極14が配置されている。
Assuming that the
アンテナ26にはプラズマ槽15に対する負電圧(-50~-500V)が印加されており、負電圧が印加されたアンテナ26は、極大閉曲面64からその上流側へ漏れる電子を極大閉曲面64の内部に押し戻し、プラズマ中の電子密度を大きくする。
A negative voltage (-50 to -500 V) is applied to the
プラズマ電極14は円板形形状の金属電極であり、プラズマ槽15と同電位であり、プラズマ電源35が出力する20kV程度の加速電圧が印加されている。
The plasma electrode 14 is a disk-shaped metal electrode, has the same potential as the
電極装置7は、外径がプラズマ槽15の内径よりも小さい円筒形形状の第一円筒部21と、内径がプラズマ槽15の内径よりも大きい円筒形形状の第二円筒部22と、外径が第2円筒部22よりも小さい円筒形形状の中央円筒電極33とを有している。第一円筒部21と第二円筒部22とプラズマ槽15と中央円筒電極33とは同じ中心軸線28を有するように配置されている。
The
第一円筒部21の両端を一端部と他端部とすると、第一円筒部21の一端部はプラズマ槽15の内部にプラズマ槽15と非接触に配置され、他端部はプラズマ槽15の外部に位置するようにされている。この他端部はイオンビーム槽25の内部に位置している。
Assuming that both ends of the first
第一円筒部21の一端部の底面の底板はプラズマ槽15の内部に配置されており、プラズマ電極14に対して正対する円板形形状の引出電極24にされており、他端部の底面は開口にされている。
The bottom plate of the bottom surface of one end of the first
第二円筒部22の両端は開口にされており、第二円筒部22の両端のうち、上流側の端部開口の中心は、第一円筒部21の他端部の開口の中心と同じ位置か、又は第一円筒部21の他端部の開口の中心よりも下流側に位置するようにされている。
Both ends of the second
プラズマ槽15と、第一、第二円筒部21、22と、中央円筒電極33とは導電性を有する材料例えば金属で形成されており、第一円筒部21の下流側の端部の開口の周囲と、第二円筒部22の上流側の開口の周囲とは、環状形形状の平板の肩部電極23によって、電気的・機械的に接続されている。肩部電極23が第一、第二円筒部21、22の中心軸線28に対して直角又は直角に近い角度であるときは第一、第二円筒部21、22の間の中心軸線28に沿った方向の距離が従来技術よりも短くなる。第一、第二円筒部21、22と肩部電極23とは同電位になるようにされている。引出電極24は第一円筒部21と同電位である。
The
イオンビーム槽25の内周面には取付装置50が設けられており、第二円筒部22は取付装置50によってイオンビーム槽25に固定されている。従って、第一円筒部21と肩部電極23とは、第二円筒部22を介して取付装置50によってイオンビーム槽25に固定されている。
A mounting
引出電極24は第一円筒部21と電気的に接続され、引出電極24と第一円筒部21と肩部電極23と第二円筒部22とは同電位になるようにされている。
The
引出電極24とプラズマ電極14とは中心軸線28が一致するように配置されており、プラズマ電極14にはプラズマ孔16が設けられ、引出電極24には引出孔17が設けられている。
The
プラズマ孔16と引出孔17と放出孔18とは円形であり、プラズマ槽15と同じ中心軸線28を有するように配置されている。プラズマ孔16と引出孔17とは同程度の大きさにされている。
The plasma hole 16 , the
第二円筒部22は接地電位であり、プラズマ電極14には20kV程度の加速電圧が印加されているから、プラズマ電極14の電位を基準とすると、引出電極24にはプラズマ電極14に印加された電圧の極性を反転した極性の電圧が印加されている。
The second
プラズマ槽15の内部には、引出電極24の電位がプラズマ孔16を介して影響した電界が形成されており、極大閉曲面64からプラズマ電極14付近に移動した正イオンは引出電極24が形成する電界によってプラズマ孔16から引き出され、引出孔17を通過して、電極装置7の第一円筒部21の内部に入射し、入射した多量の正イオンは第一円筒部21の内部をイオンビームとなって飛行し、第一円筒部21の開口から射出されて第二円筒部22の内部に入射する。
An electric field is formed inside the
この場合、イオンビームの直径はプラズマ孔16の直径の大きさに影響されており、プラズマ孔16の直径が大きい場合はイオンビームの直径も大きくなり、多量のイオンが引き出されるが、プラズマ孔16の直径が大きいとイオンの発散も大きくなる。 In this case, the diameter of the ion beam is affected by the size of the diameter of the plasma hole 16. If the diameter of the plasma hole 16 is large, the diameter of the ion beam also increases and a large amount of ions are extracted. The larger the diameter of the ions, the greater the divergence of the ions.
中央円筒電極33は、第二円筒部22の内部に配置されている。
The central
中央円筒電極33の中心軸線28は、第一、第二円筒部21、22の中心軸線28と一致するように配置されている。
The
第一円筒部21の直径と第二円筒部22の直径と中央円筒電極33の直径とは、第一円筒部21が中央円筒電極33の中に非接触で挿入可能で、中央円筒電極33が第二円筒部22の中に非接触で挿入可能な大きさに形成されている。
The diameter of the first
中央円筒電極33と第二円筒部22との間は、アーク放電の防止のために1mm以上の距離離間させるのがよく、グロー放電防止のためにラーマ-半径rの2倍以下にするとよい。
The distance between the central
ここで、電子の質量m(9.11×10-31kg)と、電子の速度v、電気素量q、磁束密度Bを用いると、
ラーマ-半径r = mv/(|q|・B)
、と記載することができる。
Here, using the electron mass m (9.11×10 -31 kg), the electron velocity v, the elementary charge q, and the magnetic flux density B,
Larmor-radius r = mv/(|q|・B)
, can be written as
イオンビーム量を大きくするために、プラズマ孔16の直径と、引出孔17の直径と、中央円筒電極33の直径と、第二円筒部22の直径とは、下記関係が望ましい。
In order to increase the amount of ion beam, it is desirable that the diameter of the plasma hole 16, the diameter of the
プラズマ孔16<引出孔17<中央円筒電極33<第二円筒部22
第二円筒部22の側面には取付孔55が設けられており、取付装置50の突起部分57が取付孔55から第二円筒部22の内部に挿入され、突起部分57の先端が中央円筒電極33に取り付けられている。中央円筒電極33は、第二円筒部22とは接触しない状態で第二円筒部22の内部に配置されている。
plasma hole 16<
A mounting
ここでは取付装置50は一個記載したが、取付装置50と取付孔55は複数個設け、複数個の取付装置50によって、電極装置7を支持することもできる。
Although one
第二円筒部22は中央円筒電極33の両側で中央円筒電極33からはみ出しており、中央円筒電極33よりも上流側のはみ出し部分を第一円筒電極31とし、下流側のはみ出し部分を第二円筒電極32とすると、第二円筒部22の内部の中央円筒電極33の上流側には、第一円筒電極31で取り囲まれた空間が配置され、下流側には第二円筒電極32で取り囲まれた空間が配置されている。
The second
中央円筒電極33は第一円筒電極31の下流側に配置されており、第一円筒部21の他端部と、中央円筒電極33の上流側の端部との間は離間しており、第一円筒部21の他端部と、中央円筒電極33の上流側の端部との間は、第一円筒電極31とその第一円筒電極31で取り囲まれた空間とが配置され、中央円筒電極33の下流側の端部よりも下流側には、第二円筒電極32と、第二円筒電極32で取り囲まれた空間とが配置されている。
The central
中央円筒電極33は、イオンビーム槽25の外部に配置された集束電源39に接続され、加速電圧よりも小さい値の集束電圧が印加され、接地電位の第一、第二円筒電極31、32と共にアインツェルレンズ(Einzel lens)30が構成されている。
The central
集束電圧は第一円筒部21とプラズマ槽15との間の電位差20kVよりも小さい正電圧にされており、集束電圧はここでは15kV程度の大きさであり、アインツェルレンズ30は正イオンに対して減速型の凸レンズとなっている。
The focusing voltage is set to a positive voltage smaller than the potential difference of 20 kV between the first
第二円筒部22に入射したイオンビームは第一円筒電極31と中央円筒電極33の間の電界と、中央円筒電極33と第二円筒電極32の間の電界によって集束され、ビーム径が細くなる。
The ion beam incident on the second
つまり、イオンビームはアインツェルレンズ30を通過する間に集束され、ビーム径が細くなったイオンビームが放出孔18から走行槽41の内部に放出される。
That is, the ion beam is converged while passing through the
第一円筒電極31と中央円筒電極33の間の中心軸線28方向に沿った距離はゼロと言うことができ、また、中央円筒電極33と第二円筒電極32との間の中心軸線28方向に沿った距離もゼロと言うことができる。
The distance along the
従って、図3の従来技術のアインツェルレンズ130では、第一円筒電極131と中央円筒電極133と第二円筒電極132とが、中心軸線128方向に沿って少なくとも放電が発生しない距離を離間する必要があるのに比べて、このアインツェルレンズ30では中心軸線28に沿った方向の長さはゼロであり、アインツェルレンズ30の長さが短く、イオンが衝突しにくく、また、装置の小型化に寄与している。
Therefore, in the prior
ところで、磁界は、磁石装置6によってプラズマ槽15の外部にも形成されており、正イオンが磁界の影響を受けると発散してしまう。
By the way, a magnetic field is also formed outside the
磁石装置6と第二円筒部22の間のプラズマ槽15の外周には、磁気を遮蔽する磁気シールド装置8が設けられている。磁気シールド装置8は板状でリング形形状の軟質磁性材料であり、プラズマ槽15は磁気シールド装置8の中央に位置する孔49に挿通されている。磁石装置6は磁気シールド装置8よりも上流側に位置しており、磁石装置6が形成する磁界は、磁気シールド装置8によって遮蔽されて磁気シールド装置8よりも下流側には広がらないようにされている。
A
そのため、環状形状の平板の肩部電極23によって第一円筒部21と第二円筒部22を接続してアインツェルレンズ30を磁石装置6に近接させても、アインツェルレンズ30内を走行するイオンビームが磁石装置6の磁気の影響で発散しないようにされている。また、アインツェルレンズ30が磁石装置6に近接したので、装置が小型化されている。
Therefore, even if the first
アインツェルレンズ30で集束されたイオンビームは上述したように走行槽41の内部を走行して、質量分析されたイオンが注入対象物10に注入される。
以上は中央円筒電極33に正電圧を印加したが、負電圧を印加して正イオンのビームを集束させることもできる。
The ion beam focused by the
Although the positive voltage was applied to the central
なお、以上は正イオンを注入対象物10に注入する場合を説明したが、加速電圧を負電圧にしてイオン生成部4内で負イオンのプラズマを生成し、負イオンを注入対象物10に注入することができる。この場合、中央円筒電極33の電圧も負電圧にすることができる。
In the above description, the case where positive ions are implanted into the
2……イオン注入装置
3……イオン源
4……イオン生成部
5……イオン集束部
6……磁石装置
7……電極装置
8……磁気シールド装置
10……注入対象物
11……第一ミラー磁石
12……第二ミラー磁石
13……多極磁石
14……プラズマ電極
15……プラズマ槽
16……プラズマ孔
17……引出孔
18……放出孔
21……第一円筒部
22……第二円筒部
23……肩部電極
24……引出電極
25……イオンビーム槽
28……中心軸線
31……第一円筒電極
32……第二円筒電極
33……中央円筒電極
37……真空排気装置
39……集束電源
43……質量分析部
2...
Claims (8)
前記イオン源にはイオン生成部とイオン集束部とが設けられ、
前記イオン生成部で生成されたイオンが引き出され、イオンビームとなって前記イオン集束部で集束されて前記走行槽に射出され、射出された前記イオンビーム中のイオンは前記質量分析部によって質量分析され、所望の質量電荷比を有するイオンから成るイオンビームが前記試料室の内部に配置された前記注入対象物に照射され、前記注入対象物に前記イオンが注入されるイオン注入装置であって、
前記イオン生成部にはプラズマ槽が設けられ、
前記イオン集束部には、イオンビーム槽と、第一円筒部と、第二円筒部と、中央円筒電極と、が設けられ、
前記プラズマ槽と前記第一円筒部と前記第二円筒部と前記中央円筒電極とはそれぞれ円筒形形状にされて中心軸線が一致して配置され、
前記第二円筒部は前記イオンビーム槽の内部に配置され、
前記中央円筒電極は前記第二円筒部の内部に配置され、
前記第一円筒部と前記第二円筒部とは電気的に接続され、
前記第一円筒部の一端部の底面は円板形形状の引出電極にされ、
前記第一円筒部の他端部と、前記第二円筒部の両端と前記中央円筒電極の両端とは開口にされ、
前記第一円筒部は前記プラズマ槽と非接触にされて前記引出電極が前記プラズマ槽の内部に挿入され、前記引出電極は前記プラズマ槽の内部に配置されたプラズマ電極と正対され、
前記第一円筒部の前記他端部は前記イオンビーム槽の内部に位置し、
前記中央円筒電極は前記第一円筒部の下流側に配置され、
前記第二円筒部の両端は前記中央円筒電極の両端からはみ出しており、はみ出した部分の前記イオンビームの上流側を第一円筒電極とし、下流側を第二円筒電極とすると、前記第一円筒部と前記中央円筒電極の間に前記第一円筒電極で取り囲まれた空間が配置され、前記中央円筒電極の下流側には前記第二円筒電極で取り囲まれた空間が配置されており、
前記引出電極と前記第一、第二円筒電極には同電位が印加され、前記中央円筒電極には前記第一、第二円筒電極よりも高電圧が印加され、
前記プラズマ電極と前記引出電極との間の電位差によって前記引出電極に設けられた引出孔から前記プラズマ槽の内部のイオンが引き出されてイオンビームとなり、前記第一円筒電極と前記中央円筒電極と前記第二円筒電極とで集束されるイオン注入装置。 An ion source that emits an ion beam, a traveling tank connected to the ion source, a mass spectrometer provided in the traveling tank, and a sample chamber in which an injection target is arranged,
The ion source is provided with an ion generation section and an ion focusing section,
The ions generated by the ion generation unit are extracted, converted into an ion beam, focused by the ion focusing unit and ejected into the traveling tank, and the ions in the ejected ion beam are subjected to mass analysis by the mass analysis unit. and an ion beam composed of ions having a desired mass-to-charge ratio is irradiated onto the object to be implanted placed inside the sample chamber, and the ions are implanted into the object to be implanted,
A plasma bath is provided in the ion generation unit,
The ion focusing part is provided with an ion beam tank, a first cylindrical part, a second cylindrical part, and a central cylindrical electrode,
the plasma tank, the first cylindrical portion, the second cylindrical portion, and the central cylindrical electrode are each formed in a cylindrical shape and arranged with their central axes aligned;
the second cylindrical portion is disposed inside the ion beam chamber;
the central cylindrical electrode is positioned inside the second cylindrical portion;
The first cylindrical portion and the second cylindrical portion are electrically connected,
The bottom surface of one end of the first cylindrical portion is a disk-shaped extraction electrode,
The other end of the first cylindrical portion, both ends of the second cylindrical portion, and both ends of the central cylindrical electrode are open,
The first cylindrical portion is kept out of contact with the plasma chamber, the extraction electrode is inserted into the plasma chamber, the extraction electrode faces the plasma electrode disposed inside the plasma chamber,
The other end of the first cylindrical portion is located inside the ion beam tank,
the central cylindrical electrode is positioned downstream of the first cylindrical portion;
Both ends of the second cylindrical portion protrude from both ends of the central cylindrical electrode. A space surrounded by the first cylindrical electrode is arranged between the part and the central cylindrical electrode, and a space surrounded by the second cylindrical electrode is arranged downstream of the central cylindrical electrode,
The same potential is applied to the extraction electrode and the first and second cylindrical electrodes, and a higher voltage is applied to the central cylindrical electrode than the first and second cylindrical electrodes,
Due to the potential difference between the plasma electrode and the extraction electrode, ions inside the plasma chamber are extracted from an extraction hole provided in the extraction electrode to form an ion beam. An ion implanter focused with a second cylindrical electrode.
前記第二ミラー磁石は前記第一ミラー磁石よりも前記中央円筒電極に近い位置に互いに離間して配置され、
前記プラズマ槽は、前記第一、第二ミラー磁石の中央の貫通孔に挿入され、前記プラズマ槽の前記第一、第二ミラー磁石の間の部分は多極磁石によって取り囲まれ、
前記プラズマ槽の内部の前記第一、第二ミラー磁石の間に電子が閉じ込められ、ガス供給源から前記プラズマ槽の内部に供給されたイオン化ガスがイオンにされる請求項1記載のイオン注入装置。 The ion generator has annular first and second mirror magnets,
the second mirror magnets are spaced apart from each other at a position closer to the central cylindrical electrode than the first mirror magnets;
the plasma chamber is inserted into the central through-hole of the first and second mirror magnets, the portion of the plasma chamber between the first and second mirror magnets is surrounded by multipolar magnets;
2. The ion implanter according to claim 1, wherein electrons are confined between said first and second mirror magnets inside said plasma chamber, and an ionized gas supplied from a gas supply source into said plasma chamber is ionized. .
前記イオン生成部で生成されたイオンが引き出され、イオンビームとなって前記イオン集束部で集束されて射出されるイオン源であって、
前記イオン生成部にはプラズマ槽が設けられ、
前記イオン集束部には、イオンビーム槽と、第一円筒部と、第二円筒部と、中央円筒電極と、が設けられ、
前記プラズマ槽と前記第一円筒部と前記第二円筒部と前記中央円筒電極とはそれぞれ円筒形形状にされて中心軸線が一致して配置され、
前記第二円筒部は前記イオンビーム槽の内部に配置され、
前記中央円筒電極は前記第二円筒部の内部に配置され、
前記第一円筒部と前記第二円筒部とは電気的に接続され、
前記第一円筒部の一端部の底面は円板形形状の引出電極にされ、
前記第一円筒部の他端部と、前記第二円筒部の両端と前記中央円筒電極の両端とは開口にされ、
前記第一円筒部は前記プラズマ槽と非接触にされて前記引出電極が前記プラズマ槽の内部に挿入され、前記引出電極は前記プラズマ槽の内部に配置されたプラズマ電極と正対され、
前記第一円筒部の前記他端部は前記イオンビーム槽の内部に露出され、
前記中央円筒電極は前記第一円筒部の下流側に配置され、
前記第二円筒部の両端は前記中央円筒電極の両端からはみ出しており、はみ出した部分の前記イオンビームの上流側を第一円筒電極とし、下流側を第二円筒電極とすると、前記第一円筒部と前記中央円筒電極の間に前記第一円筒電極で取り囲まれた空間が配置され、前記中央円筒電極の下流側には前記第二円筒電極で取り囲まれた空間が配置されており、
前記引出電極と前記第一、第二円筒電極には同電位が印加され、前記中央円筒電極には前記第一、第二円筒電極よりも高電圧が印加され、
前記プラズマ電極と前記引出電極との間の電位差によって前記引出電極に設けられた引出孔から前記プラズマ槽の内部のイオンが引き出されてイオンビームとなり、前記第一円筒電極と前記中央円筒電極と前記第二円筒電極とで集束されるイオン源。 An ion generator and an ion focuser are provided,
An ion source in which ions generated by the ion generator are extracted, converted into an ion beam, and emitted after being focused by the ion focusing unit,
A plasma bath is provided in the ion generation unit,
The ion focusing part is provided with an ion beam tank, a first cylindrical part, a second cylindrical part, and a central cylindrical electrode,
the plasma tank, the first cylindrical portion, the second cylindrical portion, and the central cylindrical electrode are each formed in a cylindrical shape and arranged with their central axes aligned;
the second cylindrical portion is disposed inside the ion beam chamber;
the central cylindrical electrode is positioned inside the second cylindrical portion;
The first cylindrical portion and the second cylindrical portion are electrically connected,
The bottom surface of one end of the first cylindrical portion is a disk-shaped extraction electrode,
The other end of the first cylindrical portion, both ends of the second cylindrical portion, and both ends of the central cylindrical electrode are open,
The first cylindrical portion is kept out of contact with the plasma chamber, the extraction electrode is inserted into the plasma chamber, the extraction electrode faces the plasma electrode disposed inside the plasma chamber,
the other end of the first cylindrical portion is exposed inside the ion beam chamber;
the central cylindrical electrode is positioned downstream of the first cylindrical portion;
Both ends of the second cylindrical portion protrude from both ends of the central cylindrical electrode. A space surrounded by the first cylindrical electrode is arranged between the part and the central cylindrical electrode, and a space surrounded by the second cylindrical electrode is arranged downstream of the central cylindrical electrode,
The same potential is applied to the extraction electrode and the first and second cylindrical electrodes, and a higher voltage is applied to the central cylindrical electrode than the first and second cylindrical electrodes,
Due to the potential difference between the plasma electrode and the extraction electrode, ions inside the plasma chamber are extracted from an extraction hole provided in the extraction electrode to form an ion beam. An ion source focused with a second cylindrical electrode.
前記第二ミラー磁石は前記第一ミラー磁石よりも前記中央円筒電極に近い位置に互いに離間して配置され、
前記プラズマ槽は、前記第一、第二ミラー磁石の中央の貫通孔に挿入され、前記プラズマ槽の前記第一、第二ミラー磁石の間の部分は多極磁石によって取り囲まれ、
前記プラズマ槽の内部の前記第一、第二ミラー磁石の間に電子が閉じ込められ、ガス供給源から前記プラズマ槽の内部に供給されたイオン化ガスがイオンにされる請求項5記載のイオン源。 The ion generator has annular first and second mirror magnets,
the second mirror magnets are spaced apart from each other at a position closer to the central cylindrical electrode than the first mirror magnets;
the plasma chamber is inserted into the central through-hole of the first and second mirror magnets, the portion of the plasma chamber between the first and second mirror magnets is surrounded by multipolar magnets;
6. The ion source of claim 5, wherein electrons are confined between said first and second mirror magnets inside said plasma chamber, and ionized gas supplied from a gas supply source into said plasma chamber is ionized.
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